滤饼的洗涤

头上。分配头是转筒真空过滤机的关键部件，它由紧密
贴合着的转动盘与固定盘构成。转动盘装配在转鼓上一
起旋转。固定盘不动，固定盘内侧面各凹槽分别与真空
管及压缩空气管相通。因而，转筒每旋转一周，每个扇
形格可依次完成过滤、脱水、洗涤，卸渣、再生等操作。
图4-17 回转真空过滤机的分配头 1,2―与滤液贮罐相通的槽；
d r0 V Ve
r0—单位压力差下滤饼的比阻，1/m2； s—滤饼的压缩指数，其值由实验测定，通
常s=0~1，对不可压缩滤饼，s=0；
7
第二节 过滤
三、过滤过程的计算 (一)恒压过滤
若过滤操作是在恒定压强差下进行的，则称为恒压过滤。恒压过滤是最常见的过滤方
式。恒压过滤时滤饼不断变厚，致使阻力逐渐增加，但推动力Δp恒定，因而过滤速
图4-12 深层过滤
3
第二节 过滤
(二)过滤介质
凡能使悬浮液中流体通过，其所含固体颗粒被截留，从而达到固体颗粒与液体分离目的的 多孔性物质统称为过滤介质。
过滤介质是滤饼的支撑物，必须具有足够的机械强度。过滤介质同时还应多孔性，能截留 住要分离的颗粒，孔径适宜且液体通过时流动阻力小；耐腐蚀、耐高温；表面光滑，剥离 滤饼容易；来源容易，造价低廉等特点。
1．间歇过滤机的生产能力
一个操作周期 = +w D
过滤时间θ，洗涤时间θw和卸渣、清理、装合等辅助操作所需时间θD
V
V
Q =
+w D
2．连续过滤机的生产能力
一个操作周期 = / n
V—一个操作循环内所获得的滤液体积，m3； Q —过滤机的生产能力，m3/h。
浸没度φ转筒进入面积占全部转筒面积的分数 转筒的1转9 速为n
工业上常用的过滤介质种类主要有：
1．织物介质 由天然或合成纤维、金属丝等编织而成的滤布、滤网
2．多孔固体介质 素瓷、烧结金属（或玻璃）、或由塑料细粉粘结而成的多孔性塑料管
3．堆积介质 由各种固体颗粒（细砂、木炭、石棉、硅藻土）或非编织纤维等堆积而成
的固定床层
4
4．多孔膜介质 用于膜过滤的各种无机材料膜和有机高分子膜
板框压滤机，采用的是横穿式洗涤法，洗水流18过的路径是过滤终了时滤液流过路径的 两倍，而洗水流过的面积却仅为过滤面积的一半
(
dV d
)w

1 Ap1s 2 2r'(L Le
)

1 4
(
dV d
)e

KA2 8(V Ve
)
18
第二节 过滤
六、提高过滤生产能力的措施
单位时间获得的滤液体积
u
m/s
u dV dq
Ad d
u—过滤速度，m/s；
V—滤液体积，m3；
A—过滤面积，m2；
θ—过滤时间，6 s；
q—单位过滤面积所通过的滤液体积，q

V
，m3/
m2或m
A
6
第二节 过滤
(二)过滤基本方程式
过滤速率

过滤推动力 过滤阻力
=
滤饼压降+ 滤饼阻力+
过滤介质压降 过滤介质阻力
(3)洗涤阶段：当扇形格子转动到洗水喷淋处时，转动盘上对应的小孔恰好与固定盘上 吸出洗液的凹槽相通，洗液被吸出，完成滤饼的洗涤操作。
(4)卸渣阶段：转筒继续旋转，当转动盘上对应的小孔恰好与固定盘上通入压缩空气的 凹槽相通时，压缩空气由内向外将滤饼吹松并由刮刀刮下，完成卸渣操作。
16
第二节 过滤
转筒真空过滤机特点： (1)转筒真空过滤机能连续自动操作，节省人力，生产能力大，特别适宜于处理量 大而容易过滤的料浆。 (2)对难于过滤的胶体系统或细微颗粒的悬浮液，若采用预涂助滤剂措施也比较方 便。 (3)该过滤机附属设备较多，投资费用高，过滤面积不大。 (4) 由于过滤机采用真空操作，所以过滤推动力有限，尤其不能过滤温度较高的滤 浆，滤饼洗涤也不充分。
恒压过滤方程改写为

q

1 K
q

2 K
qe
θ/q与q成直线关系，该直线的斜率为1/K，截距为2qe/K。因此，在做恒压过滤实 验时，只要连续测定一系列过滤时刻θ上单位过滤面积所累积得到的滤液量q，就 可根据式公式在直角坐标系中绘制出θ/q与q之间的函数关系，画图得到一条直线， 由该直线的斜率和截距可求出K、qe值。
(1)过滤阶段：当扇形格子浸入料浆中，转动盘上对应的小 3―与洗液贮罐相通的槽；
孔与固定盘上吸出滤液的凹槽相通，分配头将与滤液抽空系
4,5—通压缩空气的孔
统相连，于是滤液被抽吸而出，滤饼沉积于滤布外表面，实
现对料浆的过滤操作。
(2)吸干阶段：该部分扇形格子离开料浆后，转动盘上对应的小孔与固定盘上吸出滤 液的凹槽相通，分配头将与滤液抽空系统相连16，于是滤饼中残留的滤液被吸干。
4
第二节 过滤
(三)滤饼的压缩性和助滤剂
不可压缩滤饼
如构成滤饼的颗粒是不易变形的坚硬固体(如硅藻土、碳酸钙等)， 则当滤饼两侧的压差增大时，颗粒的形状和床层的空隙都基本不变， 单位厚度滤饼的流动阻力可以认为恒定。
பைடு நூலகம்
可压缩滤饼
若滤饼由较易变形的物质(如胶体、豆渣等)构成，当滤饼两侧的压 差增大时，颗粒的形状和床层的空隙都会有明显的改变，使单位厚 度滤饼的流动阻力增大。
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清洗水 料浆
过滤
滤液 清洗水
浆料
横穿洗涤
洗涤液
第二节 过滤
过滤时悬浮液从悬浮液通道 经滤框左上角暗孔进入滤框， 滤液穿过框两边滤布，由滤 板和洗涤板右下角滤液流出 口排出机外。待框内充满滤 饼即停止过滤。
若滤饼需要洗涤，应先关闭
滤液流出口，再将洗涤水从
洗涤水通道经洗涤板右上角
12
阀门 暗孔进入洗涤板两侧，穿过
17
17
第二节 过滤
五、滤饼的洗涤
洗涤速率
单位时间内消耗的洗水的体积
dV

d
W
洗涤时间
W

VW
(
dV
d
)W
VW —流水用量，m3； θW —洗涤时间，s。
叶滤机，采用的是置换式洗涤法，洗涤速率与过滤终了时的过滤速率相同
dV dV
KA2
( d )w ( d )e 2(V Ve )
13
13
第二节 过滤
(二)叶滤机
叶滤机是由许多滤叶装合而成，滤叶是叶滤机的过滤元件，其形状为长方形或圆 形，它是由一个金属丝网框架或金属多孔板外覆盖一层滤布构成。
过滤时，将许多滤叶安装在密闭的机 壳内，用泵将滤浆送入机壳内将滤叶 浸没。在压差的作用下，液体穿过滤 布进入滤叶内，汇集至总管后排出机 外，颗粒则被截留在滤布外侧形成滤 饼。
助滤剂
降低可压缩滤饼的过滤阻力 加入方式：悬浮液中混入或预涂在过滤介质上 常用作助滤剂的物质有：硅5 藻土、珍珠岩、炭粉等。
用量通常占滤饼量的1%~10%
5
第二节 过滤
二、过滤基本方程
(一)过滤速率和过滤速度
dV
过滤速率是指单位时间内通过的滤液体积 d
m3/s
过滤速度是指单位时间内通过单位过滤面 积的滤液体积
滤饼过滤是工业上最常用的的过滤方 法，适用于处理固体物含量较大的悬 浮液。
2．深层过滤
固体颗粒的沉积发生在较厚的粒状 过滤介质床层内部，悬浮液中的颗粒 直径小于床层直径，当颗粒随流体在 床层的曲折孔边穿过时，便粘附在过 滤介质上。
深层过滤适用于固相含量少、粒度小 但处理量大的悬浮液的分离
3
图4-11架桥现象
一个操作周期的滤液量 V A K =A K / n
生产能力
Q nV nA K / n=A Kn
19
10
10
第二节 过滤
四、过滤设备 (一)板框压滤机 板框压滤机由多块带凹凸纹路的滤板和滤框交替排列组装在机架而构成，滤板和滤 框的个数在机座长度范围内可自行调节，一般为10块~60块不等，过滤面积约为2 m2~80m2。
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图4-13 板框压滤机 1―固定头；2―滤框；3―滤板； 4―可动头；5―压紧装置；6—过滤介质
若滤饼需要洗涤，则当过滤结束后通 14 入洗涤水，洗涤水的路径与滤液的路 径相同，这种操作方法为置换式洗涤 法。
图4-15 叶滤机
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第二节 过滤
(三)转筒真空过滤机 转筒真空过滤机是工业上使用较广的一种连续式过滤机
15 图4-16转筒真空过滤机
15
第二节 过滤
转鼓内分12个扇形格，每格都有单独的孔道通至分配
目录
第一节 沉降 第二节 过滤 第三节 离心分离 第四节 搅拌
第二节 过滤
一、过滤操作的基本概念 过滤是以某种多孔物质为介质，在外力作用下，使悬浮液中的液体通过介质的 孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固、液分离的操作。
2 图4-10过滤操作示意图
2
第二节 过滤
(一)过滤方式
1．滤饼过滤
滤饼过滤常用织物作为过滤介质。过 滤时，悬浮液置于过滤介质的一侧， 固体颗粒被截留在介质表面形成滤饼。
率逐渐变小。
K 2p1-s
r0
dV A2p1-s
d r0 V Ve
dV
d

KA2
2V Ve

积分得恒压过滤方程
V 2 2VeV KA2 简化 V 2 KA2 8
q2 2qeq K 简化 q2 K
K、qe均为一定过滤条件下的过滤常数。两者均可由实验测定。
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第二节 过滤
(二)恒速过滤 若过滤过程保持过滤速率不变，则称为恒速过滤。
dV
Ad

V
A
q

uR
常数
dV
d

KA2
2V Ve
积分得恒速过滤方程
V2
VeV

K 2
A2
简化
V 2 K A2
2
q2

qeq

K 2

9
简化
q2 K
2
9
第二节 过滤
(三)过滤常数的测定 过滤常数K、qe 一般需在恒压条件下通过实验进行测定
不可压缩滤饼 通式
dV A2p
d r V Ve
Δp—过滤压力差，Pa； Ve—过滤介质的当量滤液体积，或称虚拟滤 液体积，m3； μ—滤浆黏度，Pa·s；
υ—滤饼体积与相应的滤液体积之比，无因
次，或m3/m3；
r—单位压力差下滤饼的比阻，1/m2； 7
dV A2p1-s
整块板框内的滤饼，在过滤
开关 启闭
板左下角洗涤液出口排出。
12
第二节 过滤
板框压滤机的特点： (1)板框压滤机的优点是结构紧凑，过滤面积大，主要用于过滤含固量多的悬浮液。 (2)由于它可承受较高的压差，其操作压力一般为0.3MPa ~1.0MPa，因此可用以 过滤细小颗粒或液体黏度较高的物料。 (3)它的缺点是装卸、清洗大部分藉手工操作，劳动强度较大。近代各种自动操作 板框压滤机的出现，使这一缺点在一定程度上得到克服。